TEMPO.CO, Jakarta – Gatotkaca dikenal punya otot kawat dan tulang besi. Padahal, di balik Caping Basunanda—penutup kepalanya yang sakti—sebenarnya dia juga punya kekuatan yang tak kalah dahsyat, yakni rambutnya.
Sehelai rambut sanggup menahan beban hingga 100 gram. Nah, manusia memiliki hingga 150 ribu helai rambut di kepalanya—kecuali mereka yang botak. Dengan perhitungan ini dan teknik yang tepat, jalinan seluruh rambut itu bisa menahan beban seberat 8 ton! Tak mengherankan bila ada orang yang bisa menarik truk dengan rambutnya.
Dari kekuatannya itulah Daniel Yu dan koleganya di Universitas California, San Diego, Amerika Serikat, seperti ditulis laman kampus itu, UCSD News, Selasa pekan lalu, 17 Januari 2017, mencari korelasi antara struktur dan penyusun material biologis rambut guna mengembangkan rancangan material sintetis. Salah satu kemungkinan pemakaiannya adalah untuk membuat rompi antipeluru.
Baca: Penyelidikan Samsung: Galaxy Note 7 Meledak karena Baterai
Rambut yang tampak ringkih itu ternyata menyimpan struktur dalam skala nano yang kokoh dan menginspirasi pembuatan material sintetis. Berdasarkan rasio berat, rambut tidak sekuat baja, melainkan menyerupai aluminium, serat kaca yang diperkuat atau Kevlar—material yang dipakai untuk membuat rompi antipeluru.
Menurut Yu, rambut memiliki mekanisme hebat di balik kekuatan strukturnya. Rambut bisa direnggangkan hingga 1,5 ukuran semula sebelum strukturnya rusak dan putus.
Lebih jauh, Marc Meyers, profesor bidang rekayasa mekanika yang menjadi peneliti utama dalam riset ini, mengatakan pembuatan material sintetis dan desain berdasarkan struktur alami rambut bisa menghasilkan produk yang lebih baik. “Alam menciptakan beragam material dan arsitektur menarik dengan cara yang unik,” kata Meyers.
Menurut laporan yang dipublikasikan di jurnal Materials Science and Engineering C pada Desember tahun lalu, reaksi struktur rambut bergantung pada kecepatan proses perenggangan yang dialami. Semakin cepat direnggangkan, struktur rambut kian kokoh.
Baca: Populasi Harimau Sumatera di Bengkulu Tersisa 17 ekor
“Bayangkan substansi yang sangat kental, seperti madu,” kata Meyers. “Kaku ketika perubahan bentuknya berlangsung cepat, tapi justru mengalir ketika perubahan terjadi perlahan.”
Rambut terdiri atas dua bagian besar, yaitu korteks dan matriks. Korteks tersusun atas sejumlah jalinan serat halus (fibril) paralel. Adapun matriks memiliki struktur acak.
Berbeda dengan korteks, bagian matriks sangat sensitif terhadap kecepatan perubahan rambut. Kombinasi komponen inilah yang memberikan kekuatan pada struktur rambut.
Pada skala nano, jalinan fibril di dalam korteks rambut terbuat dari ribuan rantai molekul berbentuk spiral yang dikenal sebagai rangkaian alpha helix. Saat direnggangkan, struktur rambut dalam level partikel akan berubah.
Gulungan rantai alpha helix membentuk struktur lembaran yang disebut lempeng beta. Perubahan struktur ini membuat rambut mampu menahan perubahan besar tanpa ada kerusakan.
Baca: LINE Versi Terbaru Memungkinkan Kirim Video
Sebagian perubahan struktur itu bisa dibalikkan. Ketika direnggangkan dengan kekuatan tarikan kecil, rambut bisa kembali ke bentuk aslinya. Jika direnggangkan lebih jauh, transformasi struktur rambut menjadi permanen. “Ini temuan perdana untuk proses transformasi struktur rambut,” kata Yu.
Dalam kondisi kelembapan tinggi, rambut mampu menahan deformasi hingga 80 persen sebelum putus. Sedangkan rambut kering lebih cepat putus meski baru mengalami 50 persen deformasi. Para peneliti menemukan bahwa rambut mengalami kerusakan permanen dalam suhu 60 derajat Celsius. Rambut bahkan rusak lebih cepat dengan suhu di atas itu.
Air sebenarnya dapat membantu “melunakkan” rambut. Air mampu masuk ke matriks yang membongkar ikatan sulfur yang menghubungkan filamen-filamen rambut. “Kini semua lebih jelas, mengapa rambut bisa sangat kuat,” kata Yu.
UCSD NEWS | SCIENCEDAILY | THE GUARDIAN | GABRIEL YOGA
